国内常用阻燃性能实验方法

国内常用阻燃性能实验方法

1．炽热棒法（GB2407-80）

炽热棒法适用于评定在试验试室条件下硬质塑料的燃烧性能。

(1)实验装置

炽热棒试验仪包括底座，支架，炽热棒，立柱，试验夹，平衡重锤，定位棒等部分。炽热棒由碳化硅制成，其炽热部分直径8mm，长100mm，水平固定在绝缘版上，以便于炽热棒离开或接触试件。炽热棒用电加热，稳定温度为950℃。炽热棒支架上的平衡重锤用于调节炽热棒与试样端面的接触压力（0.3.N）。

(2)试验方法

A．试件制备

每组试验需五个试件，每个试件表面要求光滑无缺欠，长125mm,宽10mm，厚4mm。

B．试验步骤

在试样宽面距点火端25mm和100mm处，各划一条标线。将试样水平固定在试件夹中。将炽热棒加热到950℃，在转动支架使炽热棒与试件接触，并开始计时。3分钟后将炽热棒与试件转离。从开始计时起详细观察试件有无可见火焰，如试件有燃烧，则记录火焰前沿从标线到第二标线所需的时间。并计算其燃烧速度。

V=75/t(mm/min)

若火焰前沿未达到第二标线之前就熄灭，则记录燃烧长度。

S=100-L(mm)

式中：L——从第二标线到未燃部分的短距离

C．结果评定

每个试样结果按下列规定归类

a．GB2407-80/Ⅰ：没有可见火焰

b．GB2407-80/Ⅱ：火焰的前沿到达第二标线之前熄灭，应报告试样燃烧长度（如燃烧长度为50mm.则报告为GB2407-80/Ⅱ-50mm）。

c．GB407-80/Ⅲ：火焰前沿到达或超过第二标线，应该报告燃烧速度（如燃烧速度为20mm/min,则报告为GB2407-80/Ⅲ-20mm/min）

试验结果以五个试样中数字大的类别作为该材料的评定结果，并报告大的燃烧长度或燃烧速度。

2．水平燃烧试验方法（GB2408-80）

水平试验法是在实验室条件下测试试样水平自支撑下的燃烧性能。

(1)试验装置

试验在燃烧箱内进行，箱体左内侧装有一支内径为9.5mm的本生灯。其内右侧有固定试件的试件夹。本生灯向上倾斜45度，并装有进退装置。试验用燃气为天然气、石油气或煤气，并备有秒表及卡尺。

（2）试验方法

A．试件制备

每种材料需5个试件，每个试件要求平整光滑，无气泡，长125±5mm，宽13.0±0.3mm，厚3.0±0.2mm，对厚度为2-13mm的试样也可进行试验，但其结果只能在同样厚度之间比较。

B．试验步骤

首先在试样的宽面上距点火源25mm和100mm处各划一条标线，再将试件以长轴水平放置，其横截面轴线与水平成45度角固定在试件夹上。在其下方300mm处放置一个水盘。点燃本生灯，调节火焰长度为25mm并成蓝色火焰，将火焰内核的尖端施用与试样下沿约6mm长度。并开始计时，施加火焰时间为30秒。在此期间内不得移动本生灯，但在试验中，若不到30秒时间试件已燃烧到标线，应立即停止施加火焰。停止火焰后应作如下观察记录。

a．2S内有无可见火焰;

b．如果试样继续燃烧，则记录火焰前沿从标线到第二标线所用时间t，求其燃烧速度V：V=75/t(mm/min)

c．如果火焰到达第二标先前熄灭，记录燃烧长度S:S=(100-L)mm

式中：L——从第二标线到未燃部分的短距离，精确到1mm。

观察其他现象，如熔融，卷曲，结碳，滴落及滴落物是否燃烧等

C．结果的评定

每个试验按下列归类

a．GB2408-80/Ⅰ:试样在火源撤离后2s内熄灭

b．GB2408-80/Ⅱ:火焰前沿在到达第二标先前熄灭，此时应报告试样燃烧长度S（如燃烧长度为50mm，报告为GB2408-80/Ⅱ-50mm）

c．GB2408-80/Ⅲ:火焰前沿到达或超过第二标线，此时应报告燃烧速度V(如燃烧速度为20mm/min报告为GB2408-80/Ⅲ-20mm/min).

试验结果以5个试件中数字大的类别作为材料的评定结果，并报告大燃烧长度或燃烧速度。

3．氧指数试验法（GB2406-80）

氧指数是指在规定的条件下试样在氧，氮混合气流中，维持平稳燃烧所需的低氧浓度，以氧所占的体积百分数来表示。该方法比较简单，数字重现性较好，具有以数字表现材料燃烧性能的特点，所以国外普遍采用，(例如美国的氧指数试验标准为ANST/ASTMD2863-1977)。该方法不但适用于具有自支撑型材料，而且对薄膜，泡沫塑料等也适用。

（1）试验装置

氧指数仪包括燃烧筒，试样夹，流量控制系统及点火器。燃烧筒为一套插在底座上，内径75-80mm,高450mm的耐热玻璃管，基座内填有直径3-5mm的玻璃珠，填充高度100mm，上放一金属网，用于遮挡燃烧滴落物。试样夹为金属弹簧片，用于夹住自撑型试件。对于薄膜材料，应配以140mm×38mm的U型试验夹。

流量控制系统由压力表，稳压阀，调节阀转子流量计及管路组成。流量计小刻度为0.1L/min,用于计量氧和氮的量，经计量后的混合气由管道输入燃烧筒。

点火器为一内径1-3mm的喷嘴，并且有调节火焰之功能，试验火焰长度为3-25mm.其它还有秒表和游标卡尺。

（2）试验方法

A．试件制备

每组样品应5-10个试件，每个试件长70-150mm,宽6.5±0.5mm,厚，3.0±0.5mm，并要求试件表面平整光滑，无气泡.

B．试验步骤

试验进行前应将试件在距点火源50mm处划一条刻度线，再垂直装在试件夹上，其上端到燃烧筒的距离大于10mm，估计初始氧浓度并进行调节，应保持任何时候燃烧桶内的气流流速为40±10mm/s。让调节好的气流流动30s，以便清洗燃烧筒。然后用点火器点燃试件顶部，确认试件顶部全部点燃时，移去点火器并开始计时。此时不得任意改变流量和氧浓度。

试验过程中，若试样燃烧时间超过3min,或火焰前沿超过标线，应降低氧浓度再进行试验。，反之则应增加氧浓度。当调节到氧浓度值的增加或减少之差小于0.05%时，应以降低的氧浓度值计算材料的氧指数。在该范围内进行三次试验。

C．结果计算

氧指数（OI）的计算公式：OI=[O2]/[O2]+[N2]×100%

式中[O2]——氧气流量L/min：[N2]——氮气流量L/min..

三次试验结果的平均值即为该材料的氧指数。

各种有机聚合物的氧指数都以测过。一般OI≥27的物质为阻燃性物质。

D．讨论

影响氧指数的因素

a．流速

在30和120mm/s,OI几乎与气流无关，，流速必须足够快，以便从近处的气氛中清除烧过的气体，但又不能太快，以免在火的前沿增加混合速度。

b．试样的厚薄

材料随试样变薄而变得更易燃烧，氧指数值下降。

c．压强

有些聚合物其OI表现对减压敏感，这可能由于通过不断除去产物而使聚合物的降解加速。

d．惰气

当用Ar、Ne、CO2气体时，维持燃烧所需的氧分数（OF）表示：OF=[O2]/[惰气]

OF值随气体的热容而线性的增加。当用Hr时，OI值比预料的大50%，这是由于Hr气的高导热率把热从火焰中带走的缘故。

e．温度

温度对OI有很大的影响，在室温下温度对OI的影响不大。在高温下各种聚合物OI对温度的关系各不相同。

f．数值与点火位置的关系

底部点火与顶部点火可以得到不同的氧指数值，底部点火较顶部点火更接近实际燃烧情况，其氧指数值低得多。

g．增塑剂和填料

OI的试验值总是趋近易挥发组分的OI,即增塑剂的OI.7Z4XUvmW1U

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